專利名稱：煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種煤層氣井的井下管柱和連續(xù)沖洗煤灰方法。井下管柱是一種井下沖煤粉的專用工具；沖洗煤灰方法是采用流體分流、形成管內(nèi)水力或氣體密閉循環(huán)沖砂和沖煤粉方法。
背景技術(shù)：
目前，在煤層氣開發(fā)過程中，煤粉隨排水降壓過程的不斷進行，煤粉隨水產(chǎn)出，而水不能將煤粉全部攜出，出灰嚴重的井會在口袋堆積大量煤粉。清除井底口袋堆積煤粉主要采用的是沖煤粉方法和撈煤粉方法。 沖煤粉方法是使用氣井原管柱接單根油管，下至煤粉面附近后，利用地面水泵向氣井注水，在油套環(huán)空和油管間形成了水力循環(huán)。將井底固體顆粒和煤粉用水攜帶出井，排至地面水池，大顆粒固體因重力自然沉降，地面泵再將水池里的水打入井中。這樣就該沖煤粉方法的缺點是沒有封隔煤層，循環(huán)水不斷地沖刷和滲入煤層，必然會造成近井地帶的污染。 撈煤粉方法主要是使用真空式管井下?lián)粕肮ぞ邠迫≈本诖械墓腆w顆粒和煤粉。由撈砂泵、懸掛撈砂組件、擋砂閥體和撈砂筆尖組成真空式管井下?lián)粕肮ぞ?。通過下放真空式管井下?lián)粕肮苤?，并重復下放上提頓擊煤粉面，實施撈煤粉作業(yè)。當撈砂泵在裝滿煤粉后，必須將全套管柱提出，把煤粉排凈后再次下放管柱，重復實施撈煤粉作業(yè)。這種撈煤粉工藝的缺點一是需要多次重復下放管柱，對于煤粉堆積嚴重的井，這種工藝費時，成本高；二是對于大斜度井由于井眼斜度較大，下放上提油真空式管井下?lián)粕肮苤D擊煤粉面，管柱與井壁產(chǎn)生摩擦，大斜度井不適宜使用撈煤粉方法清除井底口袋堆積煤粉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰方法，利用封隔器封隔煤層后，實現(xiàn)油管內(nèi)流體的密閉動力循環(huán)，采用分流改變水流通道進行沖煤粉，將煤層氣井沉積的煤粉攜帶到地面，并且不會使洗井水壓入煤層，能達到連續(xù)洗井沖煤粉的目的又能避免循環(huán)水對煤層造成污染。 本發(fā)明的另一個目的是提供一種煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，保證連續(xù)沖洗煤灰方法的實現(xiàn)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，主要由
油管、單流閥、上過橋、上封隔器、下封隔器、上插管、特殊接頭、下插管、下過橋和可伸縮式
沖煤粉噴管組成。油管下部連接有單流閥，單流閥的作用是沖洗過程完成后，單流閥截斷
其以上油管內(nèi)的水流入井中的通道，防止沖灰水污染煤層。其特征在于 在單流閥的下端連接有上過橋。在上過橋下端連接油管，油管依次連接有特殊接
頭、下過橋和可伸縮式?jīng)_煤粉噴管。在上過橋下部連接的油管下部連接有上封隔器和下封
隔器，上封隔器的位置在煤層的上部；下封隔器的位置在煤層的下部，上封隔器和下封隔器
5在套管內(nèi)，能將煤層的頂?shù)撞糠飧?，截斷注入水和返排水進入煤層的通道，防止循環(huán)水污染 煤層。在上過橋的內(nèi)螺紋連接有一個上插管，上插管下端插入特殊接頭的密封槽密封圈內(nèi)， 特殊接頭的內(nèi)螺紋處連接有下插管，下插管的下端連接在下過橋的膠圈密封處。下過橋的 下端連接有可伸縮式?jīng)_煤粉噴管。 所述的上過橋為圓柱體形，上端有內(nèi)螺紋，下端有外螺紋，上過橋有不通的中心 孔，中心孔的開口端有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋能連接上插管。在上過橋的壁上有注水孔，注水孔與 中心孔連通。注水孔和中心孔能使油管與套管之間的沖洗液進入上插管。為了增加注水孔 的流通面積，注水孔的橫截面可以是兩端為半圓形中間為長方形的孔。在中心孔在周圍平 行中心孔有通孔。通孔能使返回來的洗井液通過。通孔的不與中心孔連通。上過橋起分流 作用。 所述的特殊接頭為圓柱體形，在特殊接頭兩端有連接螺紋。特殊接頭有中心孔，中 心孔的下端有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋能與下插管連接。中心孔的上端插入上插管，為了使上插管與 特殊接頭之間密封性，在中心孔的內(nèi)壁上有環(huán)形密封槽，密封槽內(nèi)有密封圈。
所述的下過橋為圓柱體形，下過橋上端有內(nèi)螺紋，下端有外螺紋，下過橋中心有通 孔，通孔插入下插管，下插管能穿過下過橋的通孔，并延伸至下過橋與伸縮管的連接處，形 成注入水的通道；為了使下過橋與下插管之間密封，在中心孔的內(nèi)壁上有環(huán)形密封槽，密封 槽內(nèi)有密封圈。在下過橋的壁上有返排孔，為了增加返排孔的流通面積，返排孔的橫截面可 以是兩端為半圓形中間為長方形的孔。下插管與下過橋形成的環(huán)形通道是返排水的通道。 下過橋起分流作用。 所述的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管，主要由變扣接頭、連接管、上壓環(huán)、密封環(huán)、限位擋 環(huán)、下壓環(huán)、上伸縮管、中伸縮管、下伸縮管和噴嘴組成，變扣接頭上端有內(nèi)螺紋。其特征在 于在變扣接頭的下端螺紋連接有一個連接管。 在連接管內(nèi)有上伸縮管，上伸縮管的上端固定有限位擋環(huán)，在限位擋環(huán)的上部并 在上伸縮管的外壁上套有密封環(huán)，在密封環(huán)的上端并在上伸縮管的頂端螺紋固定有上壓 環(huán)。上壓環(huán)、密封環(huán)和限位擋環(huán)在上伸縮管與連接管之間的環(huán)形空間內(nèi)。在連接管的下端 固定有下壓環(huán)，下壓環(huán)的內(nèi)徑與上伸縮管的外徑相同。上伸縮管能與上壓環(huán)、密封環(huán)和限位 擋環(huán)一起在連接管內(nèi)往復滑動。 在上伸縮管內(nèi)有中伸縮管，中伸縮管與上伸縮管的連接結(jié)構(gòu)與連接管和上伸縮管 的連接結(jié)構(gòu)相同，不詳細敘述。 在中伸縮管內(nèi)有下伸縮管，下伸縮管與中伸縮管的連接結(jié)構(gòu)與連接管和上伸縮管 的連接結(jié)構(gòu)相同，不詳細敘述。 在下伸縮管的下端固定有噴嘴，噴嘴的下部為圓錐體形，在噴嘴下部圓錐體上有 斜向下的噴孔。高壓動力液能從噴孔噴出。 為了使噴嘴固定牢固，在噴嘴壁上有橫向螺孔，在螺孔內(nèi)有防脫銷釘，能將噴嘴牢 固地固定在下伸縮管的下端。 為了防止動力液從噴嘴與下伸縮管之間發(fā)生漏失。在噴嘴與下伸縮管之間有盤 根。 為了在完成沖砂后，上提可伸縮式?jīng)_煤粉噴管，在下伸縮管的上頂部固定有鋼繩 掛鉤。掛鉤的結(jié)構(gòu)是由兩根立柱和一個橫梁組成，兩根立柱的頂端焊接在下伸縮管的上頂部。 密封環(huán)的材質(zhì)是耐油橡膠，在滑動過程中能產(chǎn)生摩擦，具有延緩噴管伸縮的作用。
簡述可伸縮式?jīng)_煤粉噴管的工作原理 參閱圖5?？缮炜s式?jīng)_煤粉噴管10的主體是由連接管103、上伸縮管108、中伸縮 管109和下伸縮管1010四根不同直徑的鋼管相互套裝組成。 沖煤粉作業(yè)施工時，可伸縮式?jīng)_煤粉噴管連接在整個沖砂管柱的底部，動力液從 油管內(nèi)孔壓入可伸縮式?jīng)_煤粉噴管中，由于可伸縮式?jīng)_煤粉噴管底部有噴嘴1013，受到動 力液向下的作用，下伸縮管1010管開始向下伸展。動力液經(jīng)噴嘴1013的噴孔1014變?yōu)楦?速水流噴出，噴出的水流破壞砂面后，煤粉等固體顆粒隨返排液上返。由于密封環(huán)105阻礙 上伸縮管108、中伸縮管109和下伸縮管1010伸縮運動，并且噴嘴1013接觸砂面會對管柱 下行產(chǎn)生反作用力，使噴管隨沖煤粉面的不斷下降而自動伸長。當上伸縮管108、中伸縮管 109和下伸縮管1010伸展使擋環(huán)106接觸下壓環(huán)107后，上伸縮管108、中伸縮管109和下 伸縮管IOIO伸展完畢。在水壓的持續(xù)作用下，整個可伸縮式?jīng)_煤粉噴管重復以上過程直至 全部展開。防脫銷釘1011的作用能防止噴嘴1013在作業(yè)中從下伸縮管1010上脫扣；盤根 1012起到密封作業(yè)，防止動力液從噴嘴1013與下伸縮管1010之間發(fā)生漏失。
上提可伸縮式?jīng)_煤粉噴管時，從中心下入鋼繩掛住掛鉤1015，在吊車的拉動下使 上伸縮管108、中伸縮管109和下伸縮管1010回收。上伸縮管108、中伸縮管109和下伸縮 管IOIO全部回收后，整個可伸縮式?jīng)_煤粉噴管總長不超過11米，可以完成起出作業(yè)。
所述的上插管上端有外螺紋，與上過橋連接，下端插入特殊接頭的上部；下插管上 端有外螺紋，與特殊接頭下部連接，下插管下端插入并穿過下過橋。 所述的上封隔器采用的型號是Z331-114型封隔器；下封隔器采用的型號是 Y211-114型。 在油管上連接有兩個扶正器，扶正器的作用是避免用于斜井時管柱下行磨損皮 碗封隔器的膠筒。兩個扶正器的連接位置分別在上封隔器兩端。當井的斜度小時可以不使 用扶正器。
使用煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱的沖洗方法 首先，將煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱下入油井套管內(nèi)。 其次，座封上封隔器和下封隔器下放管柱使煤層位于上封隔器和下封隔器之間，
并且可伸縮式?jīng)_煤粉噴管的下端到達砂面或由于管柱自重進入砂面。上提管柱一定高度，
使下封隔器的軌道銷釘滑至下死點。此時再下放管柱，下封隔器軌道銷釘滑至長軌道，頂套
推動擋球套上移，鎖球脫離中心管使卡瓦與椎體產(chǎn)生相對運動，椎體進入卡瓦使其張開，并
卡在套管內(nèi)壁，再繼續(xù)下放管柱壓縮下封隔器的膠筒密封油套環(huán)空。此時，上封隔器座封在
煤層頂部之上；下封隔器座封在煤層底部之下。煤層不受注入水和返排水的影響，形成了由
上過橋、下過橋、上插管、下插管、油管和特殊接頭組成的油管內(nèi)的密閉循環(huán)空間。 然后，沖洗煤層氣井底部煤粉面座封過程完成后，開啟地面泵，將注入水打入油
套環(huán)空。注入水增大了上封隔器上下的壓差，使上封隔器將煤層頂部封住，水流只能由上過
橋側(cè)面的注水孔進入上插管內(nèi)，沿上插管流經(jīng)特殊接頭進入下插管，之后通過下過橋流入
底部可伸縮式?jīng)_煤粉噴管，經(jīng)水嘴噴出高速、高壓流體，破壞煤層氣井底部煤粉面，煤粉等
固體顆粒隨返排水上返，由于煤層底部有下封隔器封隔，返排液只能由下過橋側(cè)面的返排進液孔流入油管與下插管、特殊接頭、上插管的環(huán)形空間，然后經(jīng)上過橋的上下通孔流入油 管，最后上返至地面。 最后，解封沖洗過程完成后，停泵上提油管柱，椎體脫開卡瓦，軌道銷釘滑至長軌 道的下死點，即可解封起出全部管柱。 上過橋內(nèi)有貫通的注水孔和周圍的通孔，注入水能在封隔器的阻斷下繞過煤層頂 部，經(jīng)油套環(huán)空流入注水孔，進而流入上插管及以下管柱，返排水經(jīng)通孔上返至單流閥及以 上管柱；下過橋有返排進液孔和上下通孔，注入水能流入插進上下通孔的下插管及以下管 柱，返排水在封隔器的阻斷下繞過煤層底部，經(jīng)油套環(huán)空流入返排進液孔，進而流入下插管 與下過橋的環(huán)形空間及以上管柱。 上封隔器的作用是封隔煤層頂部；下封隔器作用是封隔煤層底部；上插管連接上 過橋并插入特殊接頭中，形成進液通道；下插管連接特殊接頭并插入下過橋，為注入水進入 下部的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管提供通道。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，在沖洗煤灰作業(yè) 中，不需重復起下管柱，能一次完成沖洗煤灰作業(yè)。能廣泛地應用于油氣井、煤層氣井的沖 砂和沖煤粉，采用橋式無污染沖煤粉分流管柱的上封隔器、下封隔器封隔煤層頂部和底部， 隔斷了注入水和返排水進入煤層的通道；上過橋有注入孔，能使注入水由油套環(huán)空進入油 管內(nèi)；下過橋有返排進液孔能使返排液由油套環(huán)空進入油管內(nèi)。油管、特殊接頭和上插管、 下插管組成密閉通循環(huán)道。 使用該工具能夠改變注入水和返排水的水流通道，形成油管內(nèi)部的封閉水力循 環(huán)，配合管柱能夠形成一套對接方便，不需重復起下管柱，能連續(xù)實施煤層氣井沖煤粉的作 業(yè)管柱。有效地避免了注入水或返排水對于煤層的沖刷和污染。


圖1是本發(fā)明橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱結(jié)構(gòu)剖面示意圖。是煤層氣井橋 式無污染連續(xù)水力沖煤粉方法的示意圖?？招募^代表注入水；實心箭頭代表返回液體。
圖2a是上過橋13結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2b是圖2a的橫截面示意圖。
圖3a是下過橋17結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖3b是圖3a的橫截面示意圖。
圖4a是特殊接頭結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖4b是圖4a的橫截面示意圖。
圖5是可伸縮式?jīng)_煤粉噴管10的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖6是掛鉤1015的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的左視圖。 圖中，l.井口三通，2.閥門，3.扶正器，4.單流閥，5.注水孔，6.上插管，7.煤層， 8.下封隔器，9.返排進液孔，IO.可伸縮式?jīng)_煤粉噴管，ll.油管，12.套管，13.上過橋， 14.上封隔器，15.特殊接頭，16.下插管，17.下過橋，18.噴嘴。
具體實施例方式
實施例1 :以一個煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱為例，對本發(fā)明作 進一步詳細說明。 參閱圖1。本發(fā)明煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，主要由油管11、單
8流閥4、上過橋13、上封隔器14、下封隔器8、上插管6、特殊接頭15、下過橋17和可伸縮式 沖煤粉噴管io組成。 油管11的公稱直徑為62毫米。在上封隔器14上下各連接有兩個油管扶正器3， 扶正器3的型號是FZQ-小114。油管11下部連接有一個單流閥4，單流閥4的作用是避免 用于斜井時管柱下行磨損皮碗封隔器的膠筒。 在單流閥4的下端連接有上過橋13。參閱圖2a和圖2b。所述的上過橋13為圓 柱體形，外徑114毫米。上端有278〃 TBG內(nèi)螺紋，下端有27/8〃 TBG外螺紋，上過橋13有 不通的中心孔132，中心孔132的開口端有1. 900〃 TBG內(nèi)螺紋133，內(nèi)螺紋133能連接上插 管6。在上過橋13的壁上有兩個注水孔5，注水孔5與中心孔132連通。注水孔5的橫截 面是兩端為半圓形中間為長方形的孔。注水孔5的寬度6 8毫米。在中心孔132在周圍 平行中心孔132有八個通孔131。 在上過橋13下端連接油管11，油管11依次連接有特殊接頭15、下過橋17和可伸 縮式?jīng)_煤粉噴管10。 參閱圖4a和圖4b。特殊接頭15為圓柱體形，在特殊接頭15兩端有連接外螺紋。 特殊接頭15有中心孔151，中心孔151的下端有內(nèi)螺紋154，內(nèi)螺紋154能與下插管16連 接。中心孔151的上端有能插入上插管6，為了使上插管6與特殊接頭15之間密封性，在中 心孔151的內(nèi)壁上有兩道環(huán)形密封槽153，密封槽153內(nèi)有一個密封圈。
參閱圖3a和圖3b。下過橋17為圓柱體形，下過橋17上端有內(nèi)螺紋，下端有外螺 紋，下過橋17中心有通孔171，插入下插管16，下插管16完全通過下過橋17，并延伸至下過 橋17與伸縮管10的連接處，形成注入水的通道；為了使下過橋17與下插管16之間密封， 在中心孔171的內(nèi)壁上有環(huán)形密封槽172，密封槽172內(nèi)有密封圈。在下過橋17的壁上有 返排孔9，為了增加返排孔9的流通面積，返排孔9的橫截面可以是兩端為半圓形中間為長 方形的孔。下插管16與下過橋17形成的環(huán)形通道173是返排水的通道。
參閱圖5?？缮炜s式?jīng)_煤粉噴管IO，全部伸展開后總長達32. 7米，配合沖砂管柱 能完成沖洗煤層氣井40 50米深口袋的煤粉或砂。 主要由變扣接頭102、連接管103、上壓環(huán)104、密封環(huán)105、限位擋環(huán)106、下壓環(huán) 107、上伸縮管108、中伸縮管109、下伸縮管1010和噴嘴1013組成。變扣接頭102上端有內(nèi) 螺紋IOI。內(nèi)螺紋101是連接上部的下過橋或通過提升短節(jié)連接下過橋。在變扣接頭102 的下端螺紋連接有一個連接管103。連接管103的內(nèi)徑102毫米，長9米。
在連接管103內(nèi)有一個上伸縮管108，上伸縮管108的內(nèi)徑是82毫米，長度9米。 上伸縮管108的上端固定有一個限位擋環(huán)106，在限位擋環(huán)106的上部并在上伸縮管108的 外壁上套有一個密封環(huán)105，密封環(huán)105的材質(zhì)是耐油橡膠。在密封環(huán)105的上端并在上伸 縮管108的頂端螺紋固定有上壓環(huán)104。上壓環(huán)104、密封環(huán)105和限位擋環(huán)106在上伸縮 管108與連接管103之間的環(huán)形空間內(nèi)。在連接管103的下端固定有一個下壓環(huán)107，下壓 環(huán)107的內(nèi)徑與上伸縮管108的外徑相同。 在上伸縮管108內(nèi)有中伸縮管109，中伸縮管109與上伸縮管108的連接結(jié)構(gòu)與連 接管103和上伸縮管108的連接結(jié)構(gòu)相同。中伸縮管109的內(nèi)徑是67毫米，長度9米。
在中伸縮管109內(nèi)有下伸縮管1010，下伸縮管1010與中伸縮管109的連接結(jié)構(gòu)與 連接管103和上伸縮管108的連接結(jié)構(gòu)相同。下伸縮管1010的內(nèi)徑是42毫米，長度9米。在下伸縮管1010的上頂部固定有一個鋼繩掛鉤1015。 在下伸縮管1010的下端固定有一個噴嘴1013，噴嘴1013的下部為圓錐體形，在噴 嘴1013下部圓錐體上有斜向下的三個噴孔1014。高壓動力液能從噴孔1014噴出。在噴嘴 1013壁上有一個橫向螺孔，在螺孔內(nèi)有防脫銷釘1011。在噴嘴1013與下伸縮管1010之間 有一道密封盤根1012。 參閱圖l。在上過橋13下部連接的油管11上連接有Z331-114型上封隔器14和 Y211-114型下封隔器8，上封隔器14的位置在煤層7的上部；下封隔器8的位置在煤層7 的下部，上封隔器14和下封隔器8在套管12內(nèi)。 在上過橋13的螺紋處133連接有一個上插管6，上插管6下端插入特殊接頭(15)
的膠圈密封處153，特殊接頭15的螺紋處155連接有下插管16，下插管(16)的下端連接在
下過橋17的膠圈密封處。下過橋17的下端連接有可伸縮式?jīng)_煤粉噴管10。 煤層氣井橋式無污染連續(xù)水力沖煤粉方法的實施例 施工過程中使用的地面設備包括地面起下設備和地面循環(huán)系統(tǒng)。
地面循環(huán)系統(tǒng)包括控制柜、電機、離心泵、帶有濾網(wǎng)的罐車、連接管線和壓力計。
控制柜保障電機穩(wěn)定運行；電機帶動離心泵提供動力來源；罐車裝載沖灰水，提供動力液
來源，罐內(nèi)裝有濾網(wǎng)，可將返排水過濾后循環(huán)使用；連接管線用于離心泵、罐車和沖灰管柱
之間的連接；壓力計安裝在泵的出口處，用于顯示供液壓力，監(jiān)視循環(huán)系統(tǒng)是否發(fā)生堵塞。 本領(lǐng)域技術(shù)人員對地面起下設備和地面循環(huán)系統(tǒng)及使用方法非常熟悉，不詳細敘述。 首先，利用地面起下設備將煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱下入油井 套管12內(nèi)。 其次，座封上封隔器14和下封隔器8 :下放管柱使煤層7位于上封隔器14和下封 隔器8之間，并且可伸縮式?jīng)_煤粉噴管10的下端到達砂面或由于管柱自重進入砂面。上提 管柱一定高度，使下封隔器8的軌道銷釘滑至下死點。此時再下放管柱，下封隔器8軌道銷 釘滑至長軌道，頂套推動擋球套上移，鎖球脫離中心管使卡瓦與椎體產(chǎn)生相對運動，椎體進 入卡瓦使其張開，并卡在套管內(nèi)壁，再繼續(xù)下放管柱壓縮下封隔器8的膠筒密封油套環(huán)空。 此時，上封隔器14座封在煤層頂部之上；下封隔器8座封在煤層底部之下。煤層7不受注 入水和返排水的影響，形成了由上過橋13、下過橋17、上插管6、下插管16、油管ll和特殊 接頭15組成的油管內(nèi)的密閉循環(huán)空間。 然后，沖洗煤層氣井底部煤粉面座封過程完成后，開啟地面離心泵，泵壓在5 12MPa，將注入水打入油套環(huán)空。注入水增大了上封隔器14上下的壓差，使上封隔器14將 煤層7頂部封住，水流只能由上過橋13側(cè)面的注水孔5進入上插管6內(nèi)，沿上插管6流經(jīng) 特殊接頭15進入下插管16，之后通過下過橋17流入底部可伸縮式?jīng)_煤粉噴管IO，經(jīng)水嘴 18噴出高速、高壓流體，破壞煤層氣井底部煤粉面，煤粉等固體顆粒隨返排水上返，由于煤 層7底部有下封隔器8封隔，返排液只能由下過橋17側(cè)面的返排進液孔9流入油管11與 下插管16、特殊接頭15、上插管6的環(huán)形空間，然后經(jīng)上過橋13的上下通孔流入油管11，最 后上返至地面。能將細砂(直徑O. 10 0.25毫米)及以下級別的煤屑等固體顆粒有效排 出，延長煤層氣井檢泵周期半年以上，并且有效避免沖灰水對地面和煤層造成的雙污染。
最后，解封沖洗過程完成后，停泵上提油管柱，椎體脫開卡瓦，軌道銷釘滑至長軌道的下死點，即可解封起出下封隔器和全部管柱。
權(quán)利要求
一種煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰方法，其特征在于首先，將煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱下入油井套管(12)內(nèi)；其次，座封上封隔器(14)和下封隔器(8)下放管柱使煤層(7)位于上封隔器(14)和下封隔器(8)之間，并且可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(10)的下端到達砂面或由于管柱自重進入砂面，上提管柱一定高度，使下封隔器(8)的軌道銷釘滑至下死點，此時再下放管柱，下封隔器(8)軌道銷釘滑至長軌道，頂套推動擋球套上移，鎖球脫離中心管使卡瓦與椎體產(chǎn)生相對運動，椎體進入卡瓦使其張開，并卡在套管內(nèi)壁，再繼續(xù)下放管柱壓縮下封隔器(8)的膠筒密封油套環(huán)空，此時，上封隔器(14)座封在煤層頂部之上；下封隔器(8)座封在煤層底部之下，煤層(7)不受注入水和返排水的影響，形成了由上過橋(13)、下過橋(17)、上插管(6)、下插管(16)、油管(11)和特殊接頭(15)組成的油管內(nèi)的密閉循環(huán)空間；然后，沖洗煤層氣井底部煤粉面座封過程完成后，開啟地面泵，將注入水打入油套環(huán)空，注入水增大了上封隔器(14)上下的壓差，使上封隔器(14)將煤層(7)頂部封住，水流只能由上過橋(13)側(cè)面的注水孔(5)進入上插管(6)內(nèi)，沿上插管(6)流經(jīng)特殊接頭(15)進入下插管(16)，之后通過下過橋(17)流入底部可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(10)，經(jīng)水嘴(18)噴出高速、高壓流體，破壞煤層氣井底部煤粉面，煤粉等固體顆粒隨返排水上返，由于煤層(7)底部有下封隔器(8)封隔，返排液只能由下過橋(17)側(cè)面的返排進液孔(9)流入油管(11)與下插管(16)、特殊接頭(15)、上插管(6)的環(huán)形空間，然后經(jīng)上過橋(13)的上下通孔流入油管(11)，最后上返至地面；最后，解封沖洗過程完成后，停泵上提油管柱，椎體脫開卡瓦，軌道銷釘滑至長軌道的下死點，即可解封起出全部管柱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰方法，其特征在于所采 用的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，主要由油管(11)、單流閥(4)、上過橋 (13)、上封隔器(14)、下封隔器(8)、上插管(6)、特殊接頭(15)、下插管(16)、下過橋(17) 和可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(10)組成，油管(11)下部連接有單流閥(4)，在單流閥(4)的下端連接有上過橋(13)，在上過橋(13)下端連接油管(ll)，油管(11) 依次連接有特殊接頭(15)、下過橋(17)和可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(IO)，在上過橋(13)下部 連接的油管(11)下部連接有上封隔器(14)和下封隔器(8)，上封隔器(14)的位置在煤層 (7)的上部；下封隔器(8)的位置在煤層(7)的下部，上封隔器(14)和下封隔器(8)在套 管(12)內(nèi)，在上過橋(13)的內(nèi)螺紋(133)連接有一個上插管(6)，上插管(6)下端插入特 殊接頭(15)環(huán)形密封槽(153)的密封圈內(nèi)，特殊接頭(15)的內(nèi)螺紋(154)連接有下插管 (16)，下插管(16)的下端穿過下過橋(17)密封槽(172)內(nèi)的密封圈，下過橋(17)的下端 連接有噴管(10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其特征是所 述的上過橋(13)為圓柱體形，上端有內(nèi)螺紋，下端有外螺紋，上過橋(13)有不通的中心孔 (132)，中心孔(132)的開口端有內(nèi)螺紋(133)，內(nèi)螺紋(133)能連接上插管(6)，在上過橋 (13)的壁上有注水孔(5)，注水孔(5)與中心孔(132)連通，在中心孔(132)在周圍平行中 心孔(132)有通孔(131)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其特征是所 述的特殊接頭(15)為圓柱體形，在特殊接頭(15)兩端有連接螺紋，特殊接頭(15)有中心孔(151)，中心孔(151)的下端有內(nèi)螺紋(154)，內(nèi)螺紋(154)能與下插管(16)連接，中心孔 (151)的上端插入上插管(6)，在中心孔(151)的內(nèi)壁上有環(huán)形密封槽(153)，密封槽(153) 內(nèi)有密封圈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其特征是 所述的下過橋(17)為圓柱體形，上端有內(nèi)螺紋，下端有外螺紋，下過橋(17)中心有通孔 (171)，通孔(171)內(nèi)插入下插管(16)，下插管(16)能穿過下過橋(17)的通孔(171)，在通 孔(171)的內(nèi)壁上有環(huán)形密封槽(172)，密封槽(172)內(nèi)有密封圈，在下過橋(17)的壁上有 返排孔9，下插管(16)與下過橋(17)形成的環(huán)形通道(173)是返排水的通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其特征是所 述的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(IO)，主要由變扣接頭(102)、連接管(103)、上壓環(huán)(104)、密 封環(huán)(105)、限位擋環(huán)(106)、下壓環(huán)(107)、上伸縮管(108)、中伸縮管(109)、下伸縮管 (1010)和噴嘴(1013)組成，變扣接頭(102)上端有內(nèi)螺紋(IOI)，其特征在于在變扣接頭 (102)的下端螺紋連接有一個連接管(103);在連接管(103)內(nèi)有上伸縮管(108)，上伸縮管(108)的上端固定有限位擋環(huán)(106)， 在限位擋環(huán)(106)的上部并在上伸縮管(108)的外壁上套有密封環(huán)(105)，在密封環(huán)(105) 的上端并在上伸縮管(108)的頂端螺紋固定有上壓環(huán)(104)，上壓環(huán)(104)、密封環(huán)(105) 和限位擋環(huán)(106)在上伸縮管(108)與連接管(103)之間的環(huán)形空間內(nèi)，在連接管(103) 的下端固定有下壓環(huán)(107)，下壓環(huán)(107)的內(nèi)徑與上伸縮管(108)的外徑相同；在上伸縮管(108)內(nèi)有中伸縮管(109)，中伸縮管(109)與上伸縮管(108)的連接結(jié)構(gòu) 與連接管(103)和上伸縮管(108)的連接結(jié)構(gòu)相同；在中伸縮管(109)內(nèi)有下伸縮管(IOIO)，下伸縮管(1010)與中伸縮管(109)的連接結(jié) 構(gòu)與連接管(103)和上伸縮管(108)的連接結(jié)構(gòu)相同；在下伸縮管(1010)的下端固定有噴嘴(1013)，噴嘴(1013)的下部為圓錐體形，在噴嘴 (1013)下部圓錐體上有斜向下的噴孔(1014)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(IO)，其特征是在下伸縮管(1010)的 上頂部固定有鋼繩掛鉤(1015)，掛鉤(1015)的結(jié)構(gòu)是由兩根立柱和一個橫梁組成，兩根立 柱的頂端焊接在下伸縮管(1010)的上頂部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(IO)，其特征是在噴嘴(1013)壁 上有橫向螺孔，在螺孔內(nèi)有防脫銷釘(1011)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的可伸縮式?jīng)_煤粉噴管(IO)，其特征是在噴嘴(1013)與 下伸縮管(1010)之間有盤根(1012)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其 特征是所述的上插管(6)上端有外螺紋，與上過橋(13)連接，下端插入特殊接頭(15)的 上部；下插管(16)上端有外螺紋，與特殊接頭(15)下部連接，，下插管(16)下端插入并穿 過下過橋(17)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其 特征是所述的上封隔器(14)采用的型號是Z331-114型封隔器；下封隔器(8)采用的型號 是Y211-114型。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱，其特征是在油管(11)上連接有兩個扶正器(3)，兩個扶正器(3)的連接位置分別在上封隔 器(14)兩端。
全文摘要
煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰方法，應用于煤層氣開采井下沖煤粉。首先，將煤層氣井橋式無污染連續(xù)沖洗煤灰工藝管柱下入油井套管內(nèi)；其次，座封上封隔器和下封隔器；然后，沖洗煤層氣井底部煤粉面，注入水打入油套環(huán)空，經(jīng)水嘴噴出破壞煤層氣井底部煤粉面，煤粉隨返排水上返至地面；最后，解封、停泵上提油管柱起出全部管柱。效果是封隔煤層，改變注入水和返排水的水流通道，形成油管內(nèi)部的封閉水力循環(huán)，配合管柱能夠形成一套對接方便，不需重復起下管柱，能連續(xù)實施煤層氣井沖煤粉的作業(yè)管柱。有效地避免了注入水或返排水對于煤層的沖刷和污染。
文檔編號E21B21/14GK101718178SQ20091024217
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者劉建偉, 呂莉, 崔金榜, 段寶玉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司